Bonn 2000 – scientific programme
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A: Atomphysik
A 10: Experimentelle Verfahren
A 10.1: Talk
Tuesday, April 4, 2000, 16:30–16:45, HS II
Optisch gepumptes 3He Magnetometer — •Paul Neumayer1,2 und Klaus Jungmann1 — 1Physikalisches Institut der Universität, Heidelberg — 2jetzt: Gesellschaft für Schwerionenforschung, Darmstadt
Am Brookhaven National Laboratory hat ein Przisionsexperiment zur
Vermessung
der magnetischen Anomalie des Myons auf 0.35 ppm begonnen [1].
Dazu muß das integrale Feld in dem
magnetischen Speicherring des Experimentes, der 14 m Durchmesser hat,
auf 0.1 ppm bekannt sein. Dazu wird ein Meßsystem aus
392 an festen Positionen um das Speichervolumen verteileten
Kernspinresonanzproben, welche auf dem Prinzip des freien
Induktionszerfalls
von Protonen in Wasser basieren, und ein im Speichervolumen
beweglicher Meßwagen benutzt. Zur Absolutkalibration
bietet sich eine kugelförmige Wasserprobe an, bei der
sehr enge Toleranzen an die Gestallt bestehen.
Außerdem beruht die Präzision auf einer einmalig durchgeführten
Messung des Proton magnetischen Momentes in Wasser [2].
Für 3He ist das magnetische Moment des Kernes auf 4.3 ppb genau
bekannt [3].
Hier besteht keine Formabhängigkeit im angestrebten Genauigkeitsbereich.
In einer Gasentladung werden 3He-Atome in den metastabilen Zustand
angeregt. Zirkular polarisiertes Licht eines infraroten Halbleiterlasers
polarisiert die Atomkerne in einem Feld von 1.45 Tesla.
Damit lassen sich Kernspinresonanzsignale gewinnen, die zur
Kalibration des Magnetfeldes im Myon g-2 Experiment geeignet sind.
[1] R. Carey et al., Phys.Rev.Lett. 82, 1632 (1999);
[2] W.D. Phillips et al., Metrologia 13, 179 (1977);
[3] J. Flowers et al., IEEE Trans.Instr.Meas. 48, 209 (1999)